[發(fā)明專利]用于控制多模態(tài)耦合顫振的三自由度主動(dòng)翼板裝置及橋梁箱梁

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110668700.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113235387B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李珂;趙林;葛耀君;王先猛;王子龍;張秋雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D2/04
• 分類號(hào): E01D2/04;E01D19/00
• 代理公司: 重慶航圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 胡小龍

一種用于控制多模態(tài)耦合顫振的三自由度主動(dòng)翼板裝置，包括位于主梁兩側(cè)的主動(dòng)翼板，主梁內(nèi)設(shè)有用于分別與兩塊主動(dòng)翼板連接的翼板連接機(jī)構(gòu)；翼板連接機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在主梁內(nèi)的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上設(shè)有與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支架，第一支架上設(shè)有滑座，滑座上設(shè)有與其單自由度滑動(dòng)配合的滑軌，滑軌的一端與對(duì)應(yīng)的主動(dòng)翼板之間鉸接連接；主梁內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)翼板的高度位置的翼板高度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；第一支架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)滑軌相對(duì)于滑座移動(dòng)進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)翼板的水平位置的翼板水平位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；滑軌上設(shè)有第二支架，第二支架上設(shè)有用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)翼板的角度姿態(tài)的翼板姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種橋梁箱梁。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域，具體的為一種用于控制多模態(tài)耦合顫振的三自由度主動(dòng)翼板裝置及橋梁箱梁。

背景技術(shù)

超大跨度橋梁作為跨海連島工程的重要組成部分，保證其結(jié)構(gòu)安全是建設(shè)的前提。然而，超大跨度橋梁結(jié)構(gòu)自身剛度低，且處于海上高風(fēng)速區(qū)域，如何避免橋梁在其生命周期內(nèi)因顫振而破壞成為了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)有的主動(dòng)翼板實(shí)驗(yàn)裝置大部分只能主動(dòng)調(diào)節(jié)翼板的轉(zhuǎn)角，無(wú)法實(shí)現(xiàn)翼板位置的變化，在實(shí)際運(yùn)用中缺乏靈活性，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)超大跨度橋梁的多模態(tài)耦合顫振問(wèn)題。

具體的，超大跨度橋梁受到海上強(qiáng)風(fēng)作用，會(huì)出現(xiàn)較大的攻角，同時(shí)自身模態(tài)頻率密集，發(fā)生顫振時(shí)包含多種模態(tài)的耦合。現(xiàn)有僅可轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)翼板裝置僅能應(yīng)對(duì)扭轉(zhuǎn)模態(tài)主導(dǎo)的顫振問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多模態(tài)耦合顫振的有效控制。如公開(kāi)號(hào)為CN108505431B的中國(guó)專利公開(kāi)的一種提高橋梁顫振穩(wěn)定性的機(jī)構(gòu)，包括位于閉口主梁兩側(cè)的可動(dòng)翼板和位于閉口主梁內(nèi)部的動(dòng)力裝置以及連接所述可動(dòng)翼外緣和所述動(dòng)力裝置的拉索；所述可動(dòng)翼板和所述閉口主梁之間設(shè)置支架，所述支架包括固定部分和可伸縮部分，所述固定部分與所述閉口主梁固定連接，所述可伸縮部分與所述可動(dòng)翼板固定連接，通過(guò)所述動(dòng)力裝置帶動(dòng)所述拉索控制所述可動(dòng)翼板轉(zhuǎn)動(dòng)。該提高橋梁顫振穩(wěn)定性的機(jī)構(gòu)，僅能夠控制翼板轉(zhuǎn)動(dòng)，也即僅能夠應(yīng)對(duì)扭轉(zhuǎn)模態(tài)主導(dǎo)的顫振問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多模態(tài)耦合顫振的有效控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供用于控制多模態(tài)耦合顫振的三自由度主動(dòng)翼板裝置及橋梁箱梁，不僅可以改變翼板的轉(zhuǎn)角，還可以改變翼板與主梁之間的水平距離、翼板與主梁的豎向高差，即可以實(shí)時(shí)調(diào)整翼板相對(duì)于主梁的任意位置和姿態(tài)，可以滿足橋梁豎彎、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)多階模態(tài)共同耦合的顫振的抑振要求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提出了一種用于控制多模態(tài)耦合顫振的三自由度主動(dòng)翼板裝置，包括位于主梁兩側(cè)的主動(dòng)翼板，所述主梁內(nèi)設(shè)有用于分別與兩塊所述主動(dòng)翼板連接的翼板連接機(jī)構(gòu)；

所述翼板連接機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述主梁內(nèi)的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支架，所述第一支架上設(shè)有滑座，所述滑座上設(shè)有與其單自由度滑動(dòng)配合的滑軌，所述滑軌的一端與對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板之間鉸接連接；

所述主梁內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板的高度位置的翼板高度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第一支架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述滑軌相對(duì)于所述滑座移動(dòng)進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板的水平位置的翼板水平位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述滑軌上設(shè)有第二支架，所述第二支架上設(shè)有用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板的角度姿態(tài)的翼板姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述滑軌包括與所述滑座滑動(dòng)配合的直線段和與所述主動(dòng)翼板鉸接連接的連接段；所述連接段與對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板之間的鉸接連接軸與所述傳動(dòng)軸平行。

進(jìn)一步，所述連接段上設(shè)有與其轉(zhuǎn)動(dòng)配合的連接塊，所述連接塊與對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)翼板之間固定連接。

進(jìn)一步，所述翼板高度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述主梁內(nèi)的高度調(diào)節(jié)電機(jī)，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形齒輪，所述高度調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有與所述扇形齒輪嚙合的第一齒輪。